DK156285B - Apparat til maaling af koncentrationen eller det partielle tryk af en gas i blod direkte paa overfladen af et levende vaesen. - Google Patents

Description

1 DK 156285B

Opfindelsen angâr et apparat til elektrokemisk analyse til mâling af koncentrationen eller det partielle tryk af en gas i blod 'direkte pâ overfladen af et levende væsen uden ope-rativt indgreb, omfattende i det mindste en mâleelektrode og en opvarmningsindretning til termisk stimulering af den lokale blod-gennemstr0mning.

Ved kendte apparater af denne art gennemf0res unders0gel-sen pâ en af patientens fingre. I mâlings0jemed anvendes et elek-trodearrangement bestâende af en platinelektrode og en s0lv-s0lv-

2 DK 156285 B

beholder, sont indeholder en KC l-opl0sning. Beholderen er ned-dykket i et vandbad, som ved hjælp af tre opvarmningselementer opvarmes til 45°C. I mâlings0j emed neddykkes en finger i fin-gerkammeret. Kcl-opl0snïngen opvarmes til ca. 42-43°C, hvorfor vandbadet af hensyn til temperaturtabet fra vandbadet til fin-geren ma opvarmes til 45°C. Tidligst efter 15 minutters ned-dykning af fingeren opnâs en ligevægtstilstand mellem oxygen-trykket af det artérielle blod i fingeren og oxygentrykket i kcl-opl0sningen, sâ at det af elektroden i elektrolyttet spo-rede oxygentryk svarer til oxygentrykket af det artérielle blod.

Fra Br. J. Derm (1968) 80, side 606 til 610 og side 643 til 651 kendes hyperæmisering af huden ved blodgennemstr0mnings-mâling ved hjælp af en af varmt vand gennemstr0mmet skive, som har en diameter pâ 12 mm. Ved samtidig mâling af oxygen-partial-trykket hyperæmiseres huden ved gentagen fjernelse af et klæbe-bând fra overarmen, hvorved hudens yderste lag fjernes (jf. side 644, linierne 2-3).

I Progress in Respiration Research, Vol. 3, side 161 til 164, 1969, henvises der til, at der i sammenligning med en hyperæmisering ved hjælp af karudvidende midler opnâs dârligere resultater, hvis huden kun "inflammeres", dvs. hvis hudens yderste lag fjernes ved gentagen fjernelse af et klæbebând. Af samme publikation fremgâr, at der mellem huden og elektroden er an-bragt en tynd oliehinde for at holde atmosfærisk oxygen fra elektroden.

I Arch. Gynâk. 207, 1969, siderne 443 til 451 er der taie om, at hyperæmiseringen fremkaldes ved hjælp af karudvidende præparater. Et mâlehoved, der er udstyret med en elektrode, fast-g0res ved hjælp af to sugekanaler pâ huden af et nyf0dt barns ho-ved. En af forfatterne af den foreliggende artikel har i en sene-re publikation indr0mmet, at elektrodens anbringelse endnu var sâ problematisk, at metoden ikke kunne hâve praktisk betydning.

Allerede i 1966 er der i Oxygen Measurements in Blood an Tissues, London, siderne 135 til 153 i forbindelse med en omtale af nâle-elektroder anf0rt tvivl om egnetheden af en bestemt type elektroder. Man nærede frygt for, at denne bestemte elektrode-type ville hâve et for stort egetforbrug af oxygen og derfor med-f0re forkerte mâleresultater. Man har her âbenbart villet henvise til elektroder med ber0ringsflader.

DK 156285 B

3 I Respiration Physiology, 3, 1967, siderne 21-37 er det anf0rt, at oxygenindholdet pâ hudoverfladen kun for0ges med nog-le fâ mm Hg, hvis der tilvejebringes en lokal opvarmning af hu-den ved hjælp af en i nærheden af armen anbragt lampe eller ved, at amen og elektroden anbringes i en varmekasse. Ved hjælp af en tabel vises, at oxygentrykkene for0ges væsentligt, hvis huden hyperæmiseres enteh ved vasodilatatorer eller véd fjernelse af klæbestrimler.

Nâr man tager hensyn til , at oxygen-partialtrykket af den ikke-hyperæmiserede hud ligger ved ca. 1 mm Hg, og at en opvarmning af huden ved hjælp af en lampe eller en anden varmekilde kun lader trykket stige med nogle fâ mm Hg, sâ mâtte konklusio-nen for en fagmand være den, at kontinuerlige pC^-mâlinger ved den ved vanne hyperæmiserede hud ikke var sâ gunstige, at de kunne erstatte eller endda forbedre en hyperæmisering ved hjælp af kar-udvidende præparater.

Formâlet med opfindelsen er at forbedre et apparat af den indledningsvis angivne art pâ en sâdan mâde, at der muligg0res en enkel og kontinuerlig bestemmelse af koncentrationen eller partialtrykket af en gas i blodet ved, at en reproducerbar, konstant og langvarig hyperæmi opnâs ved hjælp af en overtempera-tur.

Dette formâl er if0lge opfindelsen opnâet ved, at elektroden direkte eller gennem en elektrolythinde og en membran er i kontakt med mâlestedet, at elektroden er indrettet til direkte opvarmning ved hjælp af en ved varmeledning virksom opvarmning sindretning, og at elektroden samt opvarmningsindretningen med undtagelse af ber0ringsfladen er omgivet af en kapsel.

Herved opnâs, at den kutane p02-mâlemetode efter Baumber-ger et al. - princippet nu ogsâ kan anvendes kontinuerligt pâ hospitaler og lignende institutioner. Sammenlignende mâlinger mellem centrait, arterielt p02 og kutant pC>2 ved nyf0dte b0rn har vist, at der er en tydelig korrelation mellem disse to paramétré. Selv om den kutane p02-mâling ikke kan tages som en fuld-gyldig erstatning for den konventionelle p02-analyse ved fjernelse af centrait, arterielt blod, fôrdi denne korrelation ikke læn-gere er til stede i nogle undtagelsestilfælde, f.eks. ved udpræ-get perifer vasokonstriktion, sâ betyder den alligevel et væsentligt teknisk fremskridt.

4 DK 156285 B

Den kutane pC^-mâling supplerer blodgasanalysen, fordi den giver mulighed for en kontinuerlig overvâgning af oxygene-ringen af nyf0dte b0rn. Denne overvâgning er særlig værdifuld i sâdanne tilfælde, hvor der kræves den hurtigst mulige information om indflydelsen af terapeutiske foranstaltninger, f.eks. ændringer i den kunstige vejrtrækning, chockbehandlinger, infusion af bicarbonat, udsugning af vejrtrækningskanalerne eller kliniske rutineforanstaltninger. Denne hurtige information om pC^-tendensen muligg0r en kvalitativ oplysning om, hvorvidt terapien er virksom og i almindelighed tillige en hurtigere observation af hypoxiske og hyperoxiske situationer.

Endvidere er det særlig vigtigt, at den kutane pC^-mâling kan betyde en hjælp ved en afg0relse, hvornâr den artérielle blodudtagning skal finde sted. Herved kan hyppigheden af blod-udtagningerne nedsættes væsentligt.

Ved hjælp af opfindelsen muligg0res endvidere en kutan mâ-ling af blodets hydrogenindhold pâ et foretrukket mâlested, hvilket hidtil ikke har været muligt. Man har nemlig ikke kunnet anvende vasodilatatoriske præparater netop pâ det foretrukne mâlested, dvs. ved 0jets indre canthus. Bestemmelsen af hydrogen-forsyningen pâ dette mâlested kan give værdifulde oplysninger om mulige forstyrrelser i hjernens blodforsyning.

Den if0lge opfindelsen foreslâede kapsel har tre funktio-ner. Den samler aile apparatets konstruktionselementer til en enkelt byggeenhed. Ved en passende formgivning forhindrer kapse-len en diffusion af gas fra atmosfæren hen til elektroden. Ende-lig tillader kapselen en fordelagtig og varieret fastholdelses-teknik ved anbringelse af apparatet pâ huden og har derved l0st et problem, som ikke har kunnet l0ses ved den i Arch. Gynak. 207 beskrevne metode. Kapselen g0r det eksempelvis muligt, at elektroden simpelthen fikseres pâ huden ved hjælp af en selvklæbende ring.

Medens man ved en Finalgon-indgnidning kun har kunnet hy-peræmisere tilstrækkeligt i 1/2 til 3/4 time, kan man ved apparatet if0lge opfindelsen hyperæmisere tilstrækkeligt ogsâ ved opvarmning, hvorhos varmen kan tilf0res og reguleres sâ længe som 0nsket.

DK 156285 B

5

Opfindelsen forklares i det felgende nærmere under henvis-ning til tegningen, pâ hvilken fig. 1 viser et længdesnit gennem et elektrodeapparat if0lge opfindelsen med blank elektrode til konstatering af et i blodet opl0st stof, f.eks. en gas, og fig. 2 et snit gennem en elektrode til mâling af partial- tryk.

Det i fig. 1 viste elektrodeapparat er navnlig bestemt til konstatering af en i blodkredsl0bet transporteret gas, f.eks. hydrogen, ved en af de indre 0jenkroge. Ved hjælp af denne elektrode kan man f.eks. mâle transporttiden for en indândet gas i blodbanen fra lungerne til 0jenkrogen. Elektroden er hurtigtarbej= dende.

En platinelektrode 11 er bestemt til anbringelse pâ huden i en af de indre 0jenkroge. Til dette formâl er en cylindrisk elektrode med ca. 3 mm radius og en kugleformet afrundet berorings-flade foroven hensigtsmæssig. Platinelektroden 11 er i god var-meledende forbindelse fast indsat i en kobberfatning 12. Fatningen 12 er ogsâ cylindrisk og har omtrent dobbelt sâ stor diameter som platinelektroden samt en aksial boring til optagelse af platinelektroden 11. Pâ den modsatte side af fatningen findes der en anden boring med mindre diameter, der gâr ind til i nærheden af elektroden 11. Denne anden boring tjener til optagelse af en tem-peraturmâler 14, f.eks. en termistor, og dennes ledning 17.

I fatningen 12's yderflade er der udformet en bred omlobende fordybning, som tjener til optagelse af en varmespiral 13 af f.eks. modstandstrâd. En tilf0rselslednîng 18 til varroespiralen er fra fatningens endeflade f0rt gennem en excentrisk boring. En ledning 16 for elektrodestr0mmen er fastgjort i en anden excentrisk boring. Hele arrangementet er omgivet af en hovedsagelig cylindrisk kapsel 15 af formstof, f.eks. PVC eller nylon, som kun lader elektroden 11's spids og de pâ den modsatte side hensigtsmaessigt til et kabel samlede ledninger 16, 17 og 18 være fri.

Det i fig. 2 viste elektrodeapparat er navnlig beregnet til kvantitative partialtrykmâlinger af O2, H2 etc. pâ huden. En skiveformet platineelektrode 21 er i varmeledende forbindelse med

DK 156285 B

6 en hovedsagelig cylindrisk kobberblok 22 med samme diameter som platinelektroden 21. Blokken 22's yderflade har en omlobende for-dybning til en varmespiral 23. En tilf0rselsledning 28 til var-mespiralen gâr gennem en boring, der forbinder den over for platinelektroden 21 beliggende endeflade af kobberblokken med den omlobende fordybnrig. En anden excentrisk boring i denne endeflade tjener til fastgorelse af en stremtilferselsledning 26 for elek-troden. Endvidere findes der pâ samme side af kobberblokken en aksial boring, der gâr omtrent hen til elektroden 21, og i hvilken der er anbragt en temperaturmâler 24 med ledninger 27.

En som referenceelektrode tjenende solvring 29, som pâ en af sine plane flader er blevet chlorbehandlet, og som har en ind-vendig diameter, der er st0rre end platinelektrodens diameter, er anbragt pâ en sâdan mâde, at den chlorbehandlede flade ligger i samme plan som elektrodens fra kobberblokken 22 vendende flade.

En ledning 31 til solvringen forlober parallelt med ledningerne 26, 27 og 28, og de fire ledninger er hensigtsmæssigt samlet til et kabel. Hele indretningen er omgivet af en flad cylindrisk kapsel 25 af egnet formstof, f.eks. PVC, nylon eller et lignende materi-ale, hvorhos en af kapselens endeflader ligger i det af solvringen bestemte plan og lader den tilsvarende platinoverflade og den chlorbehandlede solvoverflade være fri.

Hele denne endeflade inklusive platin- og solvchloridover-fladen er overtrukket med en elektrolythinde 32 og over hinanden dækket af en passende gasdiffusionsmembran 33, f.eks. af "Teflon"®. Den som beroringsflade for elektroden tjenende membran 33 fasthol-des af en i hovedsagen ringformet kapsel 34. For at hindre gastil-gang udefra er spalten mellem kapslerne 25 og 34 tættet ved hjælp af en O-ring 35, der er anbragt i tilsvarende ringnoter.

Det har vist sig, at en opvarmning af huden i omrâdet for mâleelektroden til omtrent 40 til 42°C er hensigtsmæssig. En h0jere temperatur er pâ grund af en eventuel læsion af huden ikke til-râdelig. Nâr apparatet er i drift, fâr varmespiralen tilfort en strem, hvis styrke reguleres af den af temperaturmâleren registe-rede temperatur. Til dette formàl kan enhver kendt temperatur-regulator anvendes, bare den er tilstrækkelig f0lsom.

DK 156285 B

7

Elektrodeapparatet if0lge opfindelsen er særlig hensigts-mæssigt, idet det muliggor en hyperæmisering af væv og hud i mâ-leomrâdet uden anvendelse af hyperæmiserende præparater. Dette har navnlig betydning, nâr der skal mâles pâ steder af kroppen, hvor anvendelse af disse præparater er problematisk. Ogsâ ved forebyggende masseundersoç^lser er det til stor fordel, at de personer, som skal undersoges, ikke behover at blive behandlet, inden mâlingerne foretages.

En anden væsentlig fordel er, at man pâ grund af den hojere, stabiliserede arbejdstemperatur opnâr en betydeligt mere stabil elektrodereaktion og sâledes en bedre mâling, da svingninger i omgivelsernes temperatur, dvs. temperaturen af omgivelserne og/-eller huden, ikke fâr nogen indflydelse.

Claims (4)

8 DK 156285B Patentkrav.

1. Apparat til elektrokemisk analyse for mâling af koncentrationen eller af det partiélle tryk af en gas i blod direkte pâ overfladen af et levende væsen, uden operativt indgreb pâ patienten, omfattende i det mindste ën mâleelek-trode og en opvarmningsindretning til termisk stimulering af den lokale blodgennemstr0mning, kendetegnet ved, at elektroden (11,21) direkte eller gennem en elektrolyt-hinde og en membran er i kontakt med mâlestedet, at elektroden (11,21) er indrettet til direkte opvarmning ved hjælp af en ved varraeledning virksom opvarmningsindretning (13,12, 23,22), og at elektroden (11,21) samt opvarmningsindretningen (13,12,23,22) med undtagelse af ber0ringsfladen er omgivet af en kapsel (15,25).

2. Apparat if0lge krav 1, kendetegne t ved, at opvarmningsindretningen er udstyret med en temperatur-regulator (14,24) .

3. Apparat if0lge krav 2, kendetegnet ved, at temperaturregulatoren indbefatter en temperaturmâler (14,24), hvis f0ler er anbragt i nærheden af ber0ringsfladen.

4. Apparat if0lge ethvert af kravene 1-3, kendetegnet ved, at der som ber0ringsflade for elektroden tjener en membran (33), der er fastholdt ved hjælp af en i det væsentlige ringformet kapsel (34).